纳米tiolt2gt光催化剂的改性及固定化研究

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1、独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北理工学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谓}意。关于论文使用授权的说明∥口，．x’争本人完全了解河北理工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论

2、文在解密后应遵循此规定)签名：壁兰垄导师签名：．基!乡日期：知。，．z．二f河北理工学院硕士学位论文摘要本研究针对纳米Ti02光催化剂在实际应用中存在的问题，致力于TiQ光催化剂的改性研究及其固定化研究。采用复合半导体和金属离子掺杂的改性手段对TiO。光催化剂进行改性。采用溶胶一凝胶制备工艺，通过浸渍一提拉法将光催化剂固定化。本研究采用溶胶一凝胶工艺在玻璃表面成功的制备出均匀透明、负载牢固的Ti02纳米薄膜及改性Ti晚纳米薄膜光催化剂。系统研究了光催化改性的各种措施和影响因素，并分析了作用机理。研究表明：siO『'TiO：复合薄膜以紫外灯为激发光源时，

3、使Ti02光催化降解甲基橙的能力有所增强，能够改善TiQ薄膜的光催化活性。而以荧光高压汞灯为光源时，其光催化活性低于Ti02薄膜。SiQ的掺入使得锐钛矿晶粒变小，量子化效应增强，吸附反应物的能力增加，但同时造成吸收光谱蓝移。Sn02一Ti02复合薄膜的光催化活性在两种光源下均明显高于Ti02薄膜，尤其是在以可见光为主的光源照射下其光催化效率提高了34％。其作用机理为锐钛矿和金红石型(Sn，Ti)02固溶体形成了复合半导体的异质结，使得光生载流子得到有效分离，提高了载流予寿命。同时(Sn，Ti)02固溶体的结构缺陷产生了中间能级，使得电子跃迁能量减小，吸

4、收能谱发生红移，对可见光的吸收强度增强。掺入Fe”改善了siQ_Ti如复合薄膜和Sn02_-Ti02复合薄膜的光催化活性。在snO扩TiOz复合薄膜中掺入Fe’效果显著。Fe’能够浅能级捕获光生电子或空穴，延长了光生载流子的寿命，从而提高光催化活性。本研究将多种改性方法联合使用，成功的制备了F矿一Sn02-Ti如三元复合薄膜光催化剂，在以可见光为主的光源照射下，甲基橙的光催化降解率可达到89．65％，相对TiO。薄膜提高了45％。有关Fe3"-Sn02-Ti07_--元复合薄膜的研究目前尚未见报导。该研究是促进Ti02光催化剂实用化的新途径。关键词：纳

5、米TiO,，光催化剂，改性，固定化塑!!里三堂堕堕主堂笪笙兰AbstractTheailIloftheresearchistosolvethearisingproblemsofnanometertitaniumdioxidephotocatalystinitspracticalapplication．Theworkhasemphasizeduponthemodificationandloadingofthephotoeatalyst．Photocatalysthasbeenmodifiedbyaprocesstoformcompositesemicon

6、ductorsandtodopewithmetalion，Ithasbeenloadedviasol—gelprocessanddip-coatingmethod，111theresearch,auniformandtransparentnanometerthinfilmphotoeatalystoftitaniumdioxideandmodifiedtitaniumdioxidehasbeenpreparedviasol-gelprocessandloadedfirmlyonthesurfaceofglass．ThevariousmeasLiresh

7、avebeenadoptedandtheeffectingfactorshavebeensystematicallyobservedandthemechanismofactionhasbeenfullyanalysed．Themsultsareshowedasfollows：UndertheexcitationofUVlampradiation,Si02一Ti02compositethinfilmhasshownphotocatalyticactivityimprovementincomparisonwiththetitaniumdioxideone．

8、However,underflorescencehigh-pressuremercurylam